1、绪论 地球物理勘探:是以岩矿石(或地层)与其围岩的物理性质差异为物质基础,用专门的仪器设备观测和研究天然存在或人工形成的物理场的变化规律,进而达到查明地质构造,寻找矿产资源,解决工程地质,水文地质以及环境监测等问题为目的勘探,叫地球物理勘探,简称物探。物探方法:重力勘探,磁法勘探,电法勘探,地震勘探。1) 重力勘探利用岩石、矿物(地层)之间的密度差异 引起重力场变化 产生重力异常 用重力仪测量其异常值 根据异常变化情况反演地下地质构造情况2) 磁法勘探利用岩石、矿物(地层)之间的磁性差异 引起磁场变化 产生磁力异常 用磁力仪测量其异常值 根据异常变化情况反演地下地质构造情况3) 电法勘探利用岩
2、石、矿物(地层)之间的电性差异 引起电(磁)场变化 产生电性异常 用电法(磁)仪测量其异常值 根据异常变化情况反演地下地质构造情况 4) 地震勘探(重 d)利用岩石、矿物(地层)之间的弹性差异 引起弹性波场变化 产生弹性异常(速度不同) 用地震仪测量其异常值(时间变化) 根据异常变化情况反演地下地质构造情况地震又叫地动,地震分为天然地震和人工地震,两种地震的主要区别就是震源不同。发生天然地震时,人们首先感到地面上下振动,这是垂直地面的振动,叫纵波;过一会儿会感到地面左右摇晃,这是平行地面的振动,叫横波。 地震波:由震源激发的机械振动在地下岩层中向四周传播的运动过程,这一过程就是机械波,习称地震
3、波(Seismic Wave)。 反射波法地震勘探基本原理(回声测距原理):S=vt/2实际地震勘探的基本环节:野外资料采集 室内资料处理 室内资料解释 目前找油的主要方法:地质法:可以起到一个指向的作用,避免了盲目性,成本低,精度低。钻探法钻探是直接找油的方法:精度高,但钻探成本高,效率低。物探方法:一种间接找油的方法。精度高于地质法,但低于钻探方法;成本高于地质法,但低于钻探方法。综合方法:几何地震学 几何地震学:研究波前的空间位置与传播时间的关系,通过引用波前、射线等几何图形来描述波的运动过程和规律。也叫地震波运动学。 地震勘探的理论基础-地震勘探中将地下岩石看做为弹性介质。用地震勘探方
4、法解决地质问题的客观前提-不同岩石具有不同的弹性性质。地震波:一种在地层中传播的,频率较低(与天然地震的频率相近)的波,是弹性波在岩层中传播的一种通俗说法。地震波由一个震源激发。地震子波:由点源刚进入弹性区传播的地震波,研究表明弹性波在近距离内仍会发生较大变化,传播一段距离(几百米后)变的相对稳定,形成地震子波,并被认为在以后的传播中,地震子波的变化不大。振动曲线由于组合法是同一时间不同位置上振动的叠加,所以只研究此位置上的相关性够了。任意两个检波点之间波形的相似程度是用相关系数表示的,若在某距离上不规则波(随机干扰)互不相似,称此距离为相关半径。 组合的统计特性:当组内距大于随机干扰的相关半
5、径时,经过组合后,有效波增强 倍,干扰波增强倍,即信噪比增强 倍。 正常时差概念对界面上某点以炮检距 x 进行观测得到的反射波旅行时与以零炮检距(自激自收)进行观测得到的反射波旅行时之差,这纯粹是由炮检距不为零引起的,这种由炮检距引起的时差定义为正常时差。 动校正(NMO)在水平界面情况下,从观测到的波的旅行时中减去正常时差 t,得到 x/2 处的 t0时间,t 0 = t- t。 把某个波按水平界面一次反射波作动校正后的反射时间与共中心点处的 tom 之差称为剩余时差。多次波的剩余时差特点:(1)剩余时差是二次曲线(抛物线); (2)剩余时差与 X2成正比,即各叠加道剩余时差是不同的,叠加时
6、为不同相叠加,总有一部分能量抵消,所以,叠加后能量总振幅小于单个能量振幅,从而压制了多次波。txxt叠 加动 校 正(a) 一 次 反 射 波 得 到 加 强xt xt(b) 多 次 反 射 波 得 到 削 弱图 6.145共 反 射 点 叠 加 原 理 示 意 图共5、动校正时将产生两种情况:(1)正常时差正好被校正掉,双曲线变成直线(t=t0 直线),不存在相位差(剩余时差),叠加为同相叠加,结果振幅增强(一次反射波)。(2)正常时差校正不完全,双曲线变成曲线(不是直线),各道间仍有相位差(存在剩余时差),叠加为不同相叠加,结果振幅变小(多次波,随机干扰)。6、影响多次覆盖效果的因素(1)
7、动校正速度选取不准确注意:t 轴向下(2)地层倾角的影响1)共反射点分散2)用平界面的动校正量进行动校正,造成校正不准补:i. 共中心点道集经过动校正处理,动校正量的大小与动校正所用速度有关:ii. 速度较小时,校正过量,同相轴向下弯曲;iii. 速度较大时校正不足,同相轴向上弯曲;iv. 当动校正速度正好将反射波同相轴正好校正成一条水平直线时,动校正所对应的速度即为叠加速度。第六章 地震波速度1、地震波速度的影响因素 岩性是影响地震波速度最明显的因素。一种岩石的速度具有一定的分,范围;纵横波速度比能反映岩性。 密度:几乎各种岩石的波速都随密度增大而增大。 构造历史和地质年代:一般来说,地层越
8、深,地质年代越久,构造历史越远,地震波速度越大。 埋藏深度和压力:一般来说,随深度的增加,地震波速度增大。不同的地区,速度随深度变化的垂直梯度可能相差很大。一般地说,在浅处速度梯度较大;深度增加时,梯度减小。 孔隙度和流体性质:孔隙流体性质影响纵波的速度和反射系数,不影响横波,纵横波速度比是研究孔隙流体性质的有利参数。 频率和温度:速度与频率无关(无频散)温度每升高 100 度,速度减少 56。2、几种常用速度的概念 1) 瞬时速度:在波的传播方向上(垂直于波前方向) ,任意给定波前面上的速度。2)相速度:任意给定相位(比如波峰、波谷)或单个频率波的速度。3)群速度:以波列传播的速度。波列的包
9、络传播的速度。4)层速度:地下某一个深度间隔内地震速度,在反射地震勘探中也指两个反射层之间地震速度(瞬时速度)的平均值。稳定的沉积环境、岩性和岩相下的速度趋于稳定的数值,称为层速度 vn5)平均速度:一组水平层状介质中某一界面以上介质的平均速度就是地震波垂直穿过该界面以上所有地层的总厚度与总传播时间之比。6)均方根速度: 7)等效速度: niini iiRtvtv1122 220coscosxtV倾 斜 界 面 共 中 心 点 时 距 曲 线 方 程 :等 效 速 度 定 义 为 :8)叠加速度:在一般情况下(包括水平均匀介质、倾斜界面均匀介质、覆盖层为层状介质或连续介质等) ,都可将共中心点
10、反射波时距曲线看做双曲线,用共同的式子表示:式中 V 为叠加速度。地震记录的特点1) 传播过程中,子波有衰减,严格讲深层与浅层子波波形(振幅和频率)是有差异的;2) 地震反射记录的振幅取决于反射界面的反射系数大小;3) 极性有正有负,取决于子波反射系数的正负;4) 反射时间取决于界面的深度和波速 地震剖面的显示方式:1) 波形显示2) 变面积显示3) 变密度显示4) 波形+变面积显示5) 波形+变密度显示断层在地震剖面上的识别标志同相轴、波组、波系错断同相轴数目增多/减少反射层产状发生突变同相轴扭曲是小断层的标志220=+xtV 220=+xtV出现波形杂乱带或空白带异常波的出现水平切片断层特征:1) 同相轴错断(断层走向)2) 同相轴产状变化3) 同相轴宽度变化(断层走向)